1、 化工原理任课教师：杨雪峰Prof. Dr. Yang XuefengPrinciples of Chemical Engineering第九章 气 体 吸 收Gas Absorption概述（Introduction） 吸收分离操作：利用混合气体中各组分(component)在液体中溶解度(solubility)差异，使某些易溶组分进入液相形成溶液(solution)，不溶或难溶组分仍留在气相(gas phase)，从而实现混合气体的分离。吸收剂体气yx界面相主体 气 液相主体 相界面相 散 气 扩 液相 散 扩yi xi 气体吸收是混合气体中某些组分在气液相界面上溶解、在气相和液相内由浓度
2、差推动的传质过程。概述（Introduction） 吸收分离操作实例：乙醇胺水溶液吸收二氧化碳气体图9-3 乙醇胺水溶液吸收CO2流程原料气(CO2)吸收塔解吸塔换热器冷却器再沸器CO2冷却器概述（Introduction） 吸收质或溶质(solute)：混合气体中的溶解组分，以A表示。惰性气体(inert gas)或载体：不溶或难溶组分，以B表示。吸收剂(absorbent)：吸收操作中所用的溶剂，以S表示。吸收液(strong liquor)：吸收操作后得到的溶液，主要成分为溶剂S和溶质A。吸收尾气(dilute gas)：吸收后排出的气体，主要成分为惰性气体B和少量的溶质A。 解吸或脱吸
3、(desorption)：与吸收相反的过程，即溶质从液相中分离而转移到气相的过程。物理吸收(physical absorption)：吸收过程溶质与溶剂不发生显著的化学反应，可视为单 的气体溶解 液相的过程。 用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或 醇 、用 吸收 。概述（Introduction） 化学吸收(chemical absorption)：溶质与溶剂 显著的化学反应发生。 用 氧化 或碳 溶液吸收二氧化碳、用 吸收 过程。化学反应 单 体 液体所 吸收的气体量 吸收 。 溶液解吸 生 难。 单组分吸收：混合气体中 单组分液相吸收，组分溶解度吸收量可currency1不“。组分吸收： 或以
4、上组分吸收。溶解fi：气体溶解 液体fl所 的fi量。化学吸收fl， 反应fi。 吸收：体 度发生显化的吸收过程。吸收：体 度化不显著的吸收过程。概述（Introduction） 吸收操作的用途：(1) ” 用吸收剂吸收气体中某些组分而得。吸收SO3浓 ，水吸收 液，碳化 水吸收CO2碳 。 (2) 分离混合气体 吸收剂性吸收气体中某些组分以到分离的。 从 气或 气中分离，从乙醇化解气中分离 二 。 (3) 气体 化 是 气的 化，即 混合气体中的质， 合成 气脱H2S、脱CO2 是尾气 理和 气 化以 ， 气， 气 脱 SO2， 尾气脱 NO2 。 气液两相的接触方式( 分)：气、液相的浓度
5、 化。 。 溶剂b 级式接触a 微分接触图9-2 填料塔和板式塔气体溶剂气体：气、液相 传质，相的组成 化。 。 波纹 吸收过程的气液相平衡关系 气体在液体中的溶解度 气体吸收涉及到相际传质过程。对单组分物理吸收：相数 = 2，组分数 = 3相律 F=-N+2 自由度 = 3，即在 度、压力和气、液相组成四量中， 三独立量。在 度和压力定的条件下，平衡fl的气、液相组成具 对应关。平衡状态下溶质在气相中的分压 为平衡分压或饱和分压，与之对应的液相浓度 为平衡浓度或气体在液体中的溶解度。平衡问题：物质传递的方向和限度 传质 问题：传质推动力和阻力。过程 慢的问题。相平衡：相间传质已到动态平衡，从
6、宏观上观察传质已不 进行。气体在液体中的溶解度溶解度曲线：在定 度、压力下，平衡fl溶质在气相和液相中的浓度的关曲线。溶解度/g(NH3)/1000g(H2O)10005000 20 40 60 80 100 120pNH3/kPa50 oC40 oC30 oC20 oC10 oC0 oC120溶解度/g(SO2)/1000g(H2O)2502000 20 40 60 80 100pSO2/kPa1501005050 oC40 oC30 oC20 oC10 oC0 oC在相同条件下，NH3 在水中的溶解度 SO2 得。用水作吸收剂fl， NH3 为易溶 体气 ，SO2为中等溶解气体，溶解度更的气体则为 溶 体难 气 ( O2 在 30 和溶质的分压为 40kPa 的条件下，1kg 水中溶解的质量仅为 0.014g)。
